智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其在Blackfin上的應(yīng)用

　　H.264編碼算法模塊是ADI為Blackfin客戶提供的免費(fèi)軟件模塊之一，目前已經(jīng)有基于BF53x和BF561兩個(gè)系列的芯片的實(shí)現(xiàn)。它支持完全動(dòng)態(tài)的參數(shù)配置，用戶可在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化改變編碼的碼率、幀率、關(guān)鍵幀間隔、量化值等等。從80KBb的CDMA網(wǎng)絡(luò)到3Mb的DVR系統(tǒng)都能使用同一套函數(shù)庫(kù)達(dá)到理想的編碼質(zhì)量。具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和靈活性。

　　清華大學(xué)自動(dòng)控制系的智能跟蹤算法采用單高斯背景建模的背景減除方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，在目標(biāo)分類階段，結(jié)合了基于運(yùn)動(dòng)特性的分類和基于形狀信息的分類兩種方法，利用人體、車輛的長(zhǎng)寬比例、梯度直方圖和運(yùn)動(dòng)周期性等對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行分類。在對(duì)同類目標(biāo)跟蹤時(shí)，采用基于區(qū)域的算法，判斷連續(xù)的各幀之間運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)心位移方向和距離?；谏鲜鋈齻€(gè)階段的算法，系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)人群跟蹤，入侵檢測(cè)，人、車數(shù)量統(tǒng)計(jì)，遺留物體檢測(cè)，攝像頭非法遮擋和移位報(bào)警等功能。

　　系統(tǒng)中，BF561的Core A用于實(shí)現(xiàn)H.264編碼算法，Core B用于智能視頻分析。Core A上同時(shí)運(yùn)行uCos II操作系統(tǒng)以及RTP和TCP/IP協(xié)議棧。YUV4:2:2視頻幀通過(guò)PPI（并行外設(shè)接口）以DMA的方式傳送到SDRAM緩沖區(qū)。Core A和Core B共享幀緩沖區(qū)。Core B首先啟動(dòng)memory DMA把視頻幀的Y（亮度）分量傳送到Core B的片內(nèi)存儲(chǔ)區(qū)L1 SRAM的行緩沖區(qū)內(nèi)。Core B對(duì)行緩沖區(qū)內(nèi)的Y分量進(jìn)行背景建模和后繼的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)及目標(biāo)跟蹤。如果可視區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)指定類型的物體，Core B向Core A發(fā)送一個(gè)中斷信號(hào)，Core A可以通過(guò)UART接口向本地控制臺(tái)發(fā)送告警信息，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口向遠(yuǎn)程控制臺(tái)發(fā)送告警信息；Core B還可以修改幀緩沖區(qū)，給目標(biāo)加矩形邊框以標(biāo)識(shí)目標(biāo)。Core A也通過(guò)一個(gè)memory DMA接收來(lái)自幀緩沖區(qū)的視頻亮度和色度數(shù)據(jù)。編碼器對(duì)Core B處理后的幀緩沖區(qū)進(jìn)行編碼。同時(shí)系統(tǒng)也可以通過(guò)另外一個(gè)PPI接口輸出經(jīng)Core B修改后的幀緩沖區(qū)，實(shí)時(shí)顯示跟蹤結(jié)果。目標(biāo)跟蹤算法是實(shí)時(shí)的，因此不會(huì)造成編碼的延時(shí)。在未檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，編碼器可以工作在低碼率或低幀率狀態(tài)下，甚至不編碼。一旦檢測(cè)到指定類型的運(yùn)動(dòng)物體，編碼器即恢復(fù)正常工作，把壓縮碼流和對(duì)應(yīng)時(shí)間通過(guò)以太網(wǎng)接口上傳到管理系統(tǒng)。這樣既能節(jié)約存儲(chǔ)空間，又能方便事后對(duì)視頻錄像的檢索。